MySQL架構設計及效能優化
阿新 • • 發佈：2019-01-31
mysql變數
Variable_name Value
auto_increment_increment 1
auto_increment_offset 1
autocommit ON
automatic_sp_privileges ON
avoid_temporal_upgrade OFF
back_log 90
basedir /usr/local/mysql
big_tables OFF
bind_address 0.0.0.0
binlog_cache_size 32768
binlog_checksum CRC32
binlog_direct_non_transactional_updates OFF 1 儲存引擎
myIsam引擎
- 非事務型應用
- 只讀類應用
- 空間類應用
.MYD是MyISAM表的資料檔案的副檔名
.MYI是MyISAM表的索引的副檔名
Innodb引擎
使用表空間儲存資料
innoDB_file_per_table
on: 獨立表空間 name.ibd
off: 系統表空間 iddata1
show variables like 'innodb_file_per_table'
/*當你刪除資料時，mysql並不會回收，被已刪除資料的佔據的儲存空間，以及索引位。而是空在那裡，而是等待新的資料來彌補這個空缺，這樣就有一個缺少，如果一時半會，沒有資料來填補這個空缺，那這樣就太浪費資源了。所以對於寫比較頻煩的表，要定期進行optimize，一個月一次，看實際情況而定了*/
mysql> optimize table ad_visit_history; 系統表空間和獨立表空間如何選擇
- 系統表空間無法簡單的收縮檔案大小，系統表空間會產生IO瓶頸
- 獨立表空間可以利用optimize table命令收縮檔案大小，多個檔案可以同時重新整理資料
建議：對Innodb使用獨立表空間
錶轉移的步驟
- mysqldump匯出資料庫表資料
- 停止MySQL服務，修改引數，並刪除Innodb相關檔案
- 重啟MYSQL服務，重建系統表空間
- 重新匯入資料
其他儲存引擎
/*使用archive,其中arz儲存資料，frm儲存表結構，不支援刪除更新操作*/
/*使用場景，日誌和資料採集，不適合oltp*/
create table myarchive(id int auto_increment not null,c1 varchar(10),key(id)) engine=archive;
/*memory儲存引擎，資料存在記憶體中，表結構存在磁碟中，IO效率很高，支援HASH和Btree，不支援blob，使用表級鎖*/
create table mymemory(id int,c1 varchar(10),c2 char(10)) engine=memory;
[email protected]:/var/lib/mysql/sakila# ls -lh mymemory*
-rw-r----- 1 mysql mysql 8.5K Dec 21 20:52 mymemory.frm
mysql> create table mymemory(id int,c1 varchar(10),c2 char(10)) engine=memory;
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)
mysql> create index idx_c2 using btree on mymemory(c2);
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)
Records: 0 Duplicates: 0 Warnings: 0
mysql> show index from mymemory\G;
*************************** 1. row ***************************
Table: mymemory
Non_unique: 1
Key_name: idx_c1
Seq_in_index: 1
Column_name: c1
Collation: NULL
Cardinality: 0
Sub_part: NULL
Packed: NULL
Null: YES
Index_type: HASH
Comment:
Index_comment:
*************************** 2. row ***************************
Table: mymemory
Non_unique: 1
Key_name: idx_c2
Seq_in_index: 1
Column_name: c2
Collation: A
Cardinality: NULL
Sub_part: NULL
Packed: NULL
Null: YES
Index_type: BTREE
Comment:
Index_comment:
2 rows in set (0.00 sec)
/*下圖可知，memory儲存引擎的表都是固定長度*/
mysql> show table status like 'mymemory'\G;
*************************** 1. row ***************************
Name: mymemory
Engine: MEMORY
Version: 10
Row_format: Fixed
Rows: 0
Avg_row_length: 26
Data_length: 0
Max_data_length: 4406116
Index_length: 0
Data_free: 0
Auto_increment: NULL
Create_time: 2017-12-21 20:56:43
Update_time: NULL
Check_time: NULL
Collation: latin1_swedish_ci
Checksum: NULL
Create_options:
Comment:
1 row in set (0.01 sec)
/*用於查詢對映表，儲存資料分析的中間表，快取週期性聚合資料的結果表*/
/*Federated儲存引擎，本地不儲存資料，資料儲存在遠端伺服器，本地儲存表結構和遠端伺服器的連線資訊，預設禁止*/
mysql> show engines;
+--------------------+---------+----------------------------------------------------------------+--------------+------+------------+
| Engine | Support | Comment | Transactions | XA | Savepoints |
+--------------------+---------+----------------------------------------------------------------+--------------+------+------------+
| MEMORY | YES | Hash based, stored in memory, useful for temporary tables | NO | NO | NO |
| MRG_MYISAM | YES | Collection of identical MyISAM tables | NO | NO | NO |
| CSV | YES | CSV storage engine | NO | NO | NO |
| BLACKHOLE | YES | /dev/null storage engine (anything you write to it disappears) | NO | NO | NO |
| PERFORMANCE_SCHEMA | YES | Performance Schema | NO | NO | NO |
| MyISAM | YES | MyISAM storage engine | NO | NO | NO |
| ARCHIVE | YES | Archive storage engine | NO | NO | NO |
| InnoDB | DEFAULT | Supports transactions, row-level locking, and foreign keys | YES | YES | YES |
| FEDERATED | NO | Federated MySQL storage engine | NULL | NULL | NULL |
+--------------------+---------+----------------------------------------------------------------+--------------+------+------------+
9 rows in set (0.01 sec)
/*編輯cnf檔案，加入federated引擎支援*/
federated=1
grant select,update,insert,delete on yuejuan.tiankongti to fred[email protected]'120.95.132.228' indetified by '123456'
/*建立同名表*/
create table `name`() engine=federated connection ='mysql://user_name:[email protected]:3306/db/table'
/*使用場景*/
並不適合生產環境，偶爾的統計分析或者實驗條件事務支援：Innodb
備份：Innodb可以線上熱備份，崩潰恢復更好
mysqldump為邏輯備份，並且會加鎖，故不是熱備份方案
儲存引擎在一個數據庫最好統一。
MySQL伺服器引數
[email protected]:/var/lib# mysqld --help --verbose|grep -A 1 'Default options'
Default options are read from the following files in the given order:
/etc/my.cnf /etc/mysql/my.cnf ~/.my.cnf 記憶體相關引數
- 確定可以使用的記憶體上限
- 確定MySQL每個連線所使用的記憶體，sort_buffer_size join_buffer_size read_buffer_size read_rnd_buffer_size->針對執行緒設定的快取大小
- 確定需要為作業系統保留的記憶體
- 如何為快取池分配記憶體，Innodb_buffer_pool_size 不僅快取索引，也會快取資料。innodb的效能嚴重依賴這個引數，Innodb_buffer_pool_size=總記憶體-（每個執行緒所需要的記憶體*連線數）-系統保留記憶體。
- key_buffer_size 主要針對myIsam,快取索引。因為mysql系統表仍然使用MyIsam引擎，所以該size必須配置。
I/O相關配置引數
- innodb I/O相關配置，Innodb_log_file_size 控制單個日誌檔案大小
- Innodb_flush_log_at_trx_commit:2 每次事務提交，執行log資料寫入到cache，每秒執行一次flush log到磁碟。好處是如果mysql程序崩潰了，設定為2時，不會丟失任何資料。只有伺服器崩潰了，資料才會損失。
2 基準測試
測試目的
- 建立伺服器效能基準線
- 模擬比當前系統更高的負載，以找出系統的擴充套件瓶頸
- 測試不同的硬體軟體和作業系統配置
- 證明新的硬體裝置是否配置正確
如何基準測試
- 系統入口測試
- 單獨對MySQL進行基礎測試
- TPS
- QPS
- 響應時間
- 併發量
基準測試的步驟
#!/bin/bash
INTERVAL=5
PREFIX=/home/imooc/benchmarks/$INTERVAL-sec-status
RUNFILE=/home/imooc/benchmarks/running
echo "1" > $RUNFILE
MYSQL=/usr/local/mysql/bin/mysql
$MYSQL -e "show global variables" >> mysql-variables
while test -e $RUNFILE; do
file=$(date +%F_%I)
sleep=$(date +%s.%N | awk '{print 5 - ($1 % 5)}')
sleep $sleep
ts="$(date +"TS %s.%N %F %T")"
loadavg="$(uptime)"
echo "$ts $loadavg" >> $PREFIX-${file}-status
$MYSQL -e "show global status" >> $PREFIX-${file}-status &
echo "$ts $loadavg" >> $PREFIX-${file}-innodbstatus
$MYSQL -e "show engine innodb status" >> $PREFIX-${file}-innodbstatus &
echo "$ts $loadavg" >> $PREFIX-${file}-processlist
$MYSQL -e "show full processlist\G" >> $PREFIX-${file}-processlist &
echo $ts
done
echo Exiting because $RUNFILE does not exists
常用的測試工具
MySQLslap:模擬伺服器負載，輸出統計資訊；指定或者自動生成查詢語句；
--auto-generate-sql##自動生成sql指令碼測試
--auto-generate-sql-add-autoincremnet ##生成的表中增加自增ID
--auto-generate-sql-load-type ##指定測試中使用的查詢型別
--auto-generate-sql-write-number ##指定初始化資料時生成的資料量
--concurrency ##指定併發執行緒的數量
--engine ##指定需要測試的表的儲存引擎，逗號分隔
--no-drop ##指定不清理資料
--iterations #指定測試執行的次數
--number-of-queries ##指定每一個執行緒執行的查詢數量
--number-int-cols ##指定測試表中包含的int型別列的數量
--number-char-cols ##指定表中包含的varchar型別的數量
--create-schema ##指定用於執行測試的資料庫的名字
--query
--only-print
mysqlslap -u chuyao -p --concurrency=1,50,100,500 --iterations=3 --number-int-cols=5 --number-char-cols=5 --auto-generate-sql --auto-generate-sql-add-autoincrement --engine=myisam,innodb --number-of-queries=10 --create-schema=db14 --only-print >1.sqlMySQL檔案的預設位置
/var/run/mysqld/mysqld.sock
/usr/bin 客戶端程式和指令碼
/usr/sbin mysqld 伺服器
/var/lib/mysql 日誌檔案，資料庫 ［重點要知道這個］
/usr/share/doc/packages 文件
/usr/include/mysql 包含( 頭) 檔案
/usr/lib/mysql 庫
/usr/share/mysql 錯誤訊息和字符集檔案
/usr/share/sql-bench 基準程式 sysbench安裝
apt-get install automake
apt-get install libtool
./autogen.sh
./configure --with-mysql-includes=/usr/include/mysql/ \--with-mysql-libs=/usr/lib/mysql
./configure && make && make install
make && make install
sysbench --test ##用於制定執行的測試型別，支援以下引數
fileio
cpu
memory
Oltp 測試要指定具體的lua指令碼
--mysql-db 用於指定執行資料庫名
--mysql-table-engine 用於指定使用的儲存引擎
--oltp-table-count 執行測試的表的數量
--oltp-table-size 執行測試的每個表的資料行數
--num-threads 指定併發執行緒的數量
--max-time 指定最大的測試時間
prepare 用於準備測試資料
run 用於實際測試
sysbench --test=fileio --file-total-size=1G prepare
sysbench --test=./oltp.lua --mysql-table-engine=innodb --oltp-table-size=10000 --mysql-db=sysbench2 --mysql-user=sbtest --mysql-password=123456 --oltp-tables-count=10 --mysql-socket=/var/run/mysqld/mysqld.sock prepare
3 主從複製
mysql> show variables like 'binlog_format'
mysql> set session binlog_format=statement;
mysql> set session binlog_format=row;##基於row的日誌可以避免主從複製不一致的情況，基於段的SQL只會記錄SQL語句，基於行的會記錄每一行的修改
##誤操作修改了資料庫時，我們可以分析二進位制日誌反向處理恢復資料
root@ubuntu:/var/lib/mysql# mysqlbinlog log-bin.000001 ##檢視日誌
mysql> set session binlog_format=MIXED;
mysql> show variables like 'binlog_row_image';
+------------------+-------+
| Variable_name | Value |
+------------------+-------+
| binlog_row_image | FULL |
+------------------+-------+
注意，啟用二進位制日誌需要在cnf檔案配置路徑
log-bin=/var/lib/mysql/log-bin.log基於SQL語名的複製（SBR）
優點：日誌量少，不強制要求主從資料庫表定義，相比於行複製更為靈活
缺點：不保證主從一致，從伺服器需要更多的行鎖
mysql複製工作方式
- 主伺服器將變更寫入二進位制日誌
- 從伺服器讀取主伺服器的日誌變更寫入relay_log中
在從伺服器上重放relay_log中的日誌
基於SQL段的日誌是在從資料庫重新執行記錄的SQL
基於行的日誌是在從資料庫上直接應用資料庫行的修改
基於日誌的複製、基於GTID的複製
影響主從延遲的因素
- 主庫寫入二進位制日誌的時間
- 控制主庫的事務大小，分割大事務
- 二進位制日誌傳輸時間
- 使用mixed日誌格
- 設定 binlog_row_image=minimal;
從伺服器序列
1.使用多執行緒複製如何配置多執行緒複製
stop slave;
set global slave_parallel_type='logic_clock';
set global slave_parallel_workers=4;//併發執行緒的數量
start slave;主從複製常見錯誤
主庫或者從庫意外宕機引起的錯誤：
*使用跳過二進位制事件
注入空事務的方式先恢復中斷的複製鏈路
對比主從資料*
主庫上的二進位制檔案日誌損壞
高可用架構
- 建立完善的監控和報警
- 對備份資料進行恢復測試
- 正確配置資料庫環境
- 對不需要的資料歸檔和清理
- 避免出現單點故障
- 主從切換及故障轉移
避免單點故障：DRDB磁碟複製方式
MMM架構
主主複製
監控MySQL主從複製健康狀況，主伺服器宕機時進行故障轉移並配置其他從伺服器對新主伺服器的複製
架構部署步驟：
- 配置主主複製和主從同步叢集
- 安裝主從節點所需要的支援包
- 安裝及配置MMM工具集
- 執行MMM監控服務
MMM框架的優點：
- 開源+Perl
- 主從複製延遲時會自動切換
- MMM框架提供了從伺服器的延遲監控
- 提供了主伺服器故障轉移之後的重新同步功能
MMM框架的缺點：
- 不支援MYSQL新的複製功能
- 沒有讀負載均衡的功能
- 存在單點故障
MHA架構
主DB不可用時，從多個伺服器中選舉出新的主資料庫伺服器
讀寫分離要解決的是如何在複製叢集的不同角色上，執行不同的SQL語句。
讀的負載均衡解決的是相同角色資料庫如何共同分擔相同的負載。
4 資料庫索引優化
索引列上不能使用表示式或者函式
select ---from produ**ct
where to_days(out_dat**e)-to_days(current_date)<=30
/*優化策略*/
select ---- from product
where out_date<date_add(current_date,interval 30 day)聯合索引
- 經常被使用的列優先
- 選擇性高的列優先
覆蓋索引
use sakila;
mysql> explain select language_id from film where language_id=1\G;
*************************** 1. row ***************************
id: 1
select_type: SIMPLE
table: film
partitions: NULL
type: ref
possible_keys: idx_fk_language_id
key: idx_fk_language_id
key_len: 1
ref: const
rows: 1003
filtered: 100.00
Extra: Using index
1 row in set, 1 warning (0.00 sec)
ERROR:
No query specified
mysql> explain select * from film where language_id=1\G;
*************************** 1. row ***************************
id: 1
select_type: SIMPLE
table: film
partitions: NULL
type: ALL
possible_keys: idx_fk_language_id
key: NULL
key_len: NULL
ref: NULL
rows: 1000
filtered: 100.00
Extra: Using where
1 row in set, 1 warning (0.00 sec)
ERROR:
No query specified
mysql資料庫的innodb表會自動加入二級索引
mysql> show create table actor \G;
*************************** 1. row ***************************
Table: actor
Create Table: CREATE TABLE `actor` (
`actor_id` smallint(5) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT,
`first_name` varchar(45) NOT NULL,
`last_name` varchar(45) NOT NULL,
`last_update` timestamp NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP,
PRIMARY KEY (`actor_id`),
KEY `idx_actor_last_name` (`last_name`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=201 DEFAULT CHARSET=utf8
1 row in set (0.02 sec)
ERROR:
No query specified
mysql> explain select actor_id,last_name from actor where last_name='Joe'\G
*************************** 1. row ***************************
id: 1
select_type: SIMPLE
table: actor
partitions: NULL
type: ref
possible_keys: idx_actor_last_name
key: idx_actor_last_name
key_len: 137
ref: const
rows: 1
filtered: 100.00
Extra: Using index
1 row in set, 1 warning (0.04 sec)
使用索引掃描來優化排序
- 索引的列順序和order by子句的順序完全一致
- 索引中所有列的方向和order by子句完全一致
- order by中的欄位完全在關聯表中的第一張表
模擬hash索引
alter table film add title_md5 varchar(32);
Query OK, 0 rows affected (1.45 sec)
Records: 0 Duplicates: 0 Warnings: 0
mysql> update film set title_md5=md5(title);
Query OK, 1003 rows affected (0.40 sec)
Rows matched: 1003 Changed: 1003 Warnings: 0
mysql> create index idx_md5 on film(title_md5);
Query OK, 0 rows affected (0.10 sec)
Records: 0 Duplicates: 0 Warnings: 0
explain select * from film where title_md5=md5('egg igby') and title ='egg igby';4 資料庫查詢優化
獲取問題SQL
- 慢查詢日誌
- 實時監控
慢查詢日誌
slow_query_log //啟動停止記錄慢查日誌
slow_query_log_file //指定慢查日誌的儲存及檔案，最好將慢查日誌和資料檔案分在不同的分割槽之中
long_query_time //指定記錄慢查日誌SQL執行時間的閾值，預設10秒，改為0.001秒比價合適
log_queries_not_using_indexes //是否記錄未使用索引的SQL和二進位制日誌不同，慢查詢日誌會記錄所有符合條件的SQL，包括查詢語句和資料修改語句
使用sysbench生成慢查詢日誌
[email protected]:/home/ubuntu/Desktop/軟體/sysbench-0.5/sysbench/tests/db# sysbench --test=./oltp.lua --mysql-table-engine=innodb --oltp-table-size=10000 --mysql-db=sysbench_test --mysql-user=root --mysql-password=123456 --oltp-tables-count=10 --mysql-socket=/var/run/mysqld/mysqld.sock run
sysbench 0.5: multi-threaded system evaluation benchmark
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